Farben nach Schmetterlingsart hergestellt

Schmetterling: Farblose Plättchen sorgen für leuchtende Farben (Foto: Petra, pixabay.com)

Orlando (pte003/10.03.2023/06:10) - Große, in brillanten Farben leuchtende Flächen produziert Debashis Chanda von der University of Central Florida ( https://www.ucf.edu/ ), ohne auch nur ein einziges Körnchen Pigment zu verwenden. Stattdessen besteht seine "Farbe" aus winzigen Plättchen aus Aluminium und Aluminiumoxid, die nahezu farblos sind. Dass sie, miteinander kombiniert, dennoch in allen Regenbogenfarben leuchten, liegt an einem optischen Trick, den der Nanotechniker den Schmetterlingen entlehnt hat.

Neue Farbe umweltverträglicher

Auch die prächtig leuchtenden Flügel von Schmetterlingen enthalten keine Farbe im eigentlichen Sinn. Sie ist eigentlich eine Illusion. Farblose Plättchen sind hier so angeordnet, dass sie Licht teilweise verschlucken, reflektieren und in ihrer Frequenz verändern. Das Resultat sind leuchtende Farben.

"Eine raffinierte geometrische Anordnung von typischerweise zwei farblosen Materialien kann alle Farben erzeugen", sagt Chanda. Sie seien umweltverträglicher als pigmentbasierte Farben, sagt er, weil sie chemikalienfrei sind - Farbpigmente werden teilweise aus Teer hergestellt. Außerdem sei für die Herstellung weniger Energie nötig, was aber noch zu beweisen sei. Die Aluminiumherstellung benötige schließlich sehr viel Strom.

Verblassen ist ausgeschlossen

Die neue Farbe tut allerdings unbestritten etwas für das Klima, zumindest im Sommer. damit gestrichene Fassaden reflektieren die IR-Strahlen der Sonne, sodass die Innenräume kühler bleiben und weniger Bedarf an Klimakälte besteht. Die Unterseite der Farbe ist um etwa 30 Grad kälter als ihre Oberfläche. Die Farbe ist zudem extrem leicht. Knapp 1,5 Kilogramm reichen, um den gesamten Rumpf einer Boeing 747 zu bemalen. Das Gewicht der dafür nötigen konventionellen Farbe liegt dagegen bei stolzen 450 Kilogramm. Das bedeutet, dass die neue Farbe auch Kerosin einspart, ein bisschen zumindest.

Um die Plättchen streichfähig zu machen, hat der Nanoforscher sie mit einem handelsüblichen Lösungsmittel kombiniert, das die Umwelt nicht belastet. "Normale Farbe verblasst, weil Pigmente ihre Fähigkeit verlieren, Photonen zu absorbieren. Doch was wir mit unserer Strukturfarbe bemalen, hält jahrhundertelang", meint Chanda. Einziger Nachteil der Schmetterlingsfarbe: Sie ist um ein Vielfaches teurer als konventioneller Lack, der industriell in großen Mengen hergestellt wird. Mit einer angepassten Produktionstechnik ließe sich die finanzielle Kluft jedoch verkleinern.

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